[發(fā)明專利]基于球體模型的俯沖段FENLCS大斜視高分辨成像方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010092297.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN111273291B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘華;劉靜;趙榮華;李世平;王夢(mèng)圓;葉宗奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.基于球體模型的俯沖段FENLCS大斜視高分辨成像方法，其特征在于，包括：

S1.構(gòu)建機(jī)動(dòng)平臺(tái)俯沖段SAR成像的幾何構(gòu)型，并分析所述幾何構(gòu)型的回波特性、空間斜視角的空變特性；

S2.對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行距離向處理；

S3.構(gòu)建等距球體解析模型，并利用方位空變的殘留高階RCMC方法提高所述距離向處理的精度；

S4.基于構(gòu)建的等距球體解析模型對(duì)方位空變的多普勒相位進(jìn)行重新建模，利用FENLCS方法去除多普勒中心頻率、實(shí)現(xiàn)多普勒調(diào)頻率方位的均衡，再進(jìn)行方位壓縮，獲得最終的聚焦圖像；

所述步驟S1包括：

S11.構(gòu)建機(jī)動(dòng)平臺(tái)俯沖段SAR成像幾何構(gòu)型，其中雷達(dá)平臺(tái)沿LMN軌跡進(jìn)行曲線加速運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)點(diǎn)P1的瞬時(shí)斜距可表示為：

其中，

其中，v表示雷達(dá)平臺(tái)瞬時(shí)的三維速度；v_x,v_y,v_z表示雷達(dá)平臺(tái)瞬時(shí)的三維速度的分解；a表示雷達(dá)平臺(tái)瞬時(shí)的三維加速度；a_x,a_y,a_z表示雷達(dá)平臺(tái)瞬時(shí)的三維加速度分解；t表示方位慢時(shí)間；h表示雷達(dá)平臺(tái)瞬時(shí)高度；r_c為波束中心斜距；θ為空間斜視角；β為波束在地面的投影與方位向的夾角；t_a表示方位慢時(shí)間；t_c表示雷達(dá)平臺(tái)波束中心穿越成像目標(biāo)點(diǎn)的方位時(shí)間；r_g表示點(diǎn)在地面上的投影到Y(jié)軸的距離；

S12.分析所述幾何構(gòu)型的回波特性、空間斜視角的空變特性；

若LFM信號(hào)為發(fā)射信號(hào)，將解調(diào)回基帶的回波信號(hào)表示為：

其中，w_r(.)和w_a(.)分別表示距離、方位包絡(luò)；τ表示距離向快時(shí)間；f_c表示載頻；K_r表示線性調(diào)頻率；c表示光速；T_a表示合成孔徑時(shí)間；

將公式(3)變換至距離頻域：

其中，f_r為距離頻率；

所述步驟S2中對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行距離向處理包括LRWC處理和KT處理，具體包括：

S21.加速度校正處理和LRWC處理，表示為：

其中，k_i0＝k_i(r_c0,0,θ₀),i＝1,2,3,4，k_i0a表示k_i0的加速度分量，θ₀表示成像場(chǎng)景中心參考點(diǎn)處的斜視角；指數(shù)項(xiàng)中的k₁₀(r_c0,0,θ₀,v)t_a表示LRWC系數(shù)；k_i0a(r_c0,0,θ₀,a)表示加速度補(bǔ)償項(xiàng)；

將式(5)與式(4)相乘，補(bǔ)償結(jié)果為：

S22.通過KT變換去除方位零時(shí)刻處的線性RCM；

利用KT變換進(jìn)行重采樣：

t_a＝t_mf_c/(f_r+f_c)

將重采樣后的信號(hào)在f_r＝0處進(jìn)行三階泰勒級(jí)數(shù)展開，得：

其中，φ₀表示方位調(diào)制項(xiàng)系數(shù)，φ₁表示距離位置項(xiàng)系數(shù)，φ₂表示二次距離調(diào)頻項(xiàng)系數(shù)，φ₃表示高次距離方位耦合項(xiàng)系數(shù)，具體表達(dá)式為：

S23.對(duì)高階RCM進(jìn)行二次距離壓縮和BRCMC處理，匹配濾波器分別表示為：

HSRC(f_r,t_m；r_c0,θ₀)＝exp{-jπ[φ₂(t_m；r_c0,0,θ₀)f_r²+φ₃(t_m；r_c0,0,θ₀)f_r³]} (9)

將式(7)、式(9)與式(10)相乘可得RCM距離延遲曲線為：

其中，μ₀表示點(diǎn)目標(biāo)到機(jī)動(dòng)平臺(tái)方位零時(shí)刻位置的距離；Δμ(t_m；r_c,t_c)表示BRCMC處理后的剩余高階RCM殘留。